安徽电网一体化会议电视系统架构优化

0 引言

随着 “三集五大”体系建设的不断推进,国家电网公司总部、分部、省网和地市公司间的联系越来越紧密,不同层级间的视频会议业务也不断增多,需要对会议电视系统^[1-4]持续优化,以适应业务量的增长和业务复杂度的增加。国家电网公司于2013年建成的一体化会议电视一期系统^[5-6]能够实现各层级单位的互联互通和统一管理,满足视频会议业务要求的自组织能力和一定的可靠性。然而,原有系统也存在资源池未覆盖至县公司和直属单位、通道组织不规范、一体化会议终端功能受限等问题亟待解决^[7-8]。

国网安徽省电力有限公司在一体化会议电视一期工程建设成果的基础上,针对原有系统存在的问题进行了系统架构优化和深化应用,全面提升了系统建设和应用水平,以更好地服务于国家电网公司工作大局。

 1 安徽电网一体化会议电视系统现状

1.1 MCU资源池系统和行政高清终端连接现状

安徽电网一体化会议电视系统共配备了18台一体化会议电视终端,分别部署于省公司公共会议室和16家地市公司行政会议室,18台终端均直连至省公司的多点控制单元（Multi Control Unit,MCU）^[9-12]。MCU资源池系统及终端连接方式示意如图1所示。

图1 MCU资源池系统及终端连接方式示意Fig.1 MCU resources pool and terminal connection diagram

2013年安徽电网一体化会议电视系统一期工程建成投运。一期工程新建的资源池平台具有技术先进、结构简约、应用灵活、管理统一等诸多优点,但受投资规模等因素限制,会议终端只安装在地市公司,并未在省直属单位和县公司进行部署,因此只能召开省地两级公司参加的会议,省直属单位及县公司则无法直接参加国家电网公司总部召开的会议。

原有的行政高清终端虽然覆盖较全,但全省参加国家电网公司会议时需要在省公司侧模拟转接。行政高清终端模拟转接示意如图2所示。

图2 行政高清终端模拟转接示意Fig.2 Administrative HD terminal analog transition schematic

安徽省原有行政高清终端与一体化会议电视终端为两个不同品牌的设备,输入和输出接口规格均有差异,高清设备间不同规格的视频信号转接会导致视频质量在传送的各个环节产生劣化,使得模拟转接后会议效果不佳。同时,安徽省原有的行政高清终端连接方式为二级级联方式,即省公司及市公司终端直联在安徽省MCU,各县公司均连接至所属市公司的MCU,因此模拟转接时需同时操作17台MCU,会控操作复杂,且MCU切换时响应延时较大,会在一定程度上影响视频会议效果。

1.2 省公司会议电视核心网络通道组织现状

省公司会议电视汇聚层配置双汇聚交换机,前期考虑到汇聚交换机端口资源不足、MCU及其配套服务器占用端口多、MCU引入流量小等因素,为方便管理,专门增加了1台MCU专用接入交换机,用于MCU业务的接入。省公司会议电视MCU核心业务现状如图3所示。

图3 省公司会议电视MCU核心业务现状Fig.3 The status of MCU core business in video conference of Anhui company

MCU接入交换机目前承载了国网华为一体化MCU、省网宝利通MCU、省网华为应急MCU及直属单位、发电厂的会议电视业务。MCU接入交换机承载的业务量大,其上联汇聚交换机的链路成为瓶颈,多组会议时会因转发延迟导致丢包。

MCU接入交换机双上联至2台汇聚交换机,双链路热备,但接入交换机本身存在单点隐患,若故障会影响国家电网公司总部通过资源池平台召开到市县及直属单位的会议,同时省网所有会议无法召开。

省公司会议电视核心网络承载的MCU业务越来越多,地位越来越重要,核心层的安全稳定性要求越来越高。另外,直属单位及电厂的运行维护力量薄弱,若发生直属单位及电厂侧人为、病毒、设备故障等导致的广播风暴、IP地址冲突等,无法确保能够做到及时抢修、快速恢复,可能会影响到全省电视电话会议的正常召开。

1.3 直属单位和县公司通道组织现状

1）直属单位通道组织现状。直属单位会议电视系统上联省公司通道,目前有3种组织方式：传输网点对点、光纤收发器通过光纤直连跳接点对点以及数据网承载。目前上联通道组织存在方式多、链路单一薄弱、运行资料匮乏、故障节点多等问题,出现故障概率较高且不易于排查。

2）县公司通道组织现状。县公司会议室会议电视系统接入侧通道经过一期建设,已经具备一定的可靠性,但接入通道链路单一,通道组织薄弱,仍有一定的故障风险。县公司没有专职人员进行会议电视系统的运行维护,若出现故障很难快速恢复。

1.4 一体化会议电视终端现状

一体化会议电视系统上线以来,在日常使用中发现一体化终端存在以下不足之处。

1）参会人员有会议录音录像的需求,但高端一体化终端相关设备全部集成在设备柜里,没有对音视频信号做外接延伸,作为参会单位进行视频会议时不能对会议过程进行录音录像。

2）行政会议室的面积普遍较大,若参会人数过多,一体化终端的音视频不能满足所有人的收听收看需求。

 2 一体化会议电视系统优化的必要性

为确保信号的可靠传输,规避模拟转接带来的不便,保证安徽电网全网范围内参加国家电网公司会议时的效果,将MCU资源池的覆盖范围扩大到省直属单位及县公司的需求比较强烈,而调整优化终端的接入方式也成为亟待解决的问题。

针对省公司会议电视系统核心网络通道组织以及直属单位、县公司通道组织存在的问题,需要对一体化会议电视系统在安徽全省的网络通道进行重新统一规划,并应用先进的网络技术和协议来确保会议电视业务的安全稳定运行。

另外,针对一体化会议电视终端覆盖面积有限且无法录音等问题,需对终端音视频信号进行外引,扩展会议覆盖范围,确保视频会议能够高质量、有保障地进行。

 3 一体化会议电视系统架构优化及深化应用建设

3.1 增加MCU终端

因受一体化电视电话会议系统终端覆盖范围的制约,安徽全省电网相关单位参加国家电网公司视频会议时需在省公司侧模拟转接,图像和声音质量不理想。为在召开全省范围的会议时达到应有的会议效果,在一期工程建设成果基础上,将资源池平台的有效覆盖范围进一步延伸至72个县公司和7个省公司直属单位,将传统的省、市两级汇接压缩至省一级汇接,即省直属单位及县公司的新增终端直接上联至省公司MCU,进而可实现安徽省内全部一体化会议电视终端均直连至国家电网公司总部,使得MCU的扁平化网络架构得以实现。MCU集中部署结构示意如图4所示。

图4 MCU集中部署结构示意Fig.4 MCU centralized deployment diagram

建设完成后,可有效提升安徽全省范围参加国家电网公司视频会议时的会议质量,显著提升终端管理的便易程度,并有效降低会控操作的复杂度。

3.2 优化省公司会议电视系统核心通道组织

省公司会议电视系统扁平化部署网络如图5所示,为解决原有MCU接入交换机存在的业务转发延迟、单点缺陷等问题,将MCU业务上移至汇聚交换机。宝利通主备用MCU、华为一体化MCU的主备用控制板和业务板、省网华为应急MCU主备用控制板和业务板分别接至双汇聚交换机,实现MCU汇聚网络的链路、设备双备份。扁平化的结构可以有效减少转发延迟,提高转发效率,满足更多会议电视业务的接入需求。

图5 省公司会议电视系统扁平化部署网络Fig.5 Flat deployment in video conference of Anhui company

3.3 省公司核心网络业务隔离

为满足省公司核心网络的安全性要求,新增2台汇聚交换机并直接上联至省网CE路由器,这2台汇聚交换机用于承载直属单位及电厂的视频会议业务,与原有的汇聚交换机部署在不同网段,通过路由器进行网络隔离。在直属单位及电厂侧发生人为、病毒、设备故障等因素导致的广播风暴和IP地址冲突时,能够有效保障省公司侧业务的安全稳定。新增的汇聚交换机承载主体明确,通道组织合理,可满足日后直属单位及电厂业务扩展的需求。省公司会议电视系统核心业务隔离示意如图6所示。

图6 省公司会议电视系统核心业务隔离示意Fig.6 Core business isolation in video conference of Anhui company

3.4 优化直属单位、县公司通道组织

1）直属单位通道组织。采用E-Tree技术将安徽电网7个直属单位上联链路以点对多点的方式开通至省公司,统一了直属单位的上联通道组织,简化了网络结构。直属单位通信机房增加1台汇聚交换机,双链路上联至双汇聚交换机,形成上联通道双链路、双汇聚组网,运用交换机多生成树协议（Multiple Spanning Tree Protocol,MSTP）提供通道保障机制,使链路互为备份。直属单位通道组织示意如图7所示。

图7 直属单位通道组织示意Fig.7 Direct unit channel organization

2）县公司通道组织。县公司会议室至通信机房敷设2根光缆,接入交换机的主用端口接主用光缆,备用端口接备用光缆。运用链路聚合技术提供通道保障机制,主用光缆出现故障时备用光缆可无缝切换,以此来实现会议电视系统网络光缆通道的双路由保障,确保会议的正常召开。县公司通道组织示意如图8所示。

图8 县公司通道组织